Арматура стальная Ат1000 (Ат-VI) по ГОСТ 5781-82: термомеханически упрочнённый прокат для предварительно напряжённых конструкций
Арматура класса Ат1000 (Ат-VI) — горячекатаный стержневой прокат из низколегированных кремнемарганцовистых сталей, упрочнённый термомеханической обработкой (ТМО) непосредственно в потоке стана. В отличие от термически упрочнённой арматуры Ат-V, класс Ат1000 обеспечивает нормативное значение предела текучести не менее 1000 МПа при сохранении достаточной пластичности. Сортамент, химический состав и механические свойства регламентированы ГОСТ 5781-82; марки стали (20ГС, 20ГС2, 25Г2С, 35ГС) выбираются изготовителем исходя из требуемого комплекса свойств.
Сортамент и геометрические параметры
Прокат поставляется в виде стержней длиной 5,3–13,5 м либо в мотках. Номинальные диаметры профиля периодического профиля — от 10 до 32 мм. Профиль выполнен с винтовыми или серповидными рёбрами, обеспечивающими сцепление с бетоном; угол наклона рёбер к продольной оси — 45–60. Овальность профиля не превышает 0,9 допуска на диаметр.
| Номинальный диаметр, мм | Площадь поперечного сечения, мм | Предел текучести ,, МПа | Временное сопротивление в, МПа | Относительное удлинение , % |
|---|---|---|---|---|
| 10 | 78,5 | 1000 | 1250 | 7 |
| 16 | 201,1 | 1000 | 1250 | 7 |
| 20 | 314,2 | 1000 | 1250 | 7 |
| 25 | 490,9 | 1000 | 1250 | 7 |
| 32 | 804,2 | 1000 | 1250 | 7 |
Химический состав и технология упрочнения
Исходная заготовка выплавляется из низколегированных сталей марок 20ГС, 20ГС2, 25Г2С, 35ГС. Содержание углерода — 0,20–0,37 %, кремния — 0,6–1,2 %, марганца — 1,2–2,0 %. Микролегирование титаном и ванадием в сочетании с регламентированным охлаждением после прокатки формирует мелкозернистую структуру сорбита или бейнита, что обеспечивает сочетание высокой прочности и сопротивления хрупкому разрушению при отрицательных температурах (до –40 C).
Термомеханическое упрочнение выполняется по схеме прерванной закалки с самоотпуском: стержень после выхода из последней клети стана охлаждается водой в специальной установке, затем теплота сердцевины отпускает поверхностные слои. Такой перепад температур формирует градиент свойств по сечению — повышенная твёрдость поверхностного слоя при вязкой сердцевине. Готовый прокат проходит правку и резку на мерные длины.
Механические свойства и испытания
Нормируемые показатели при растяжении: предел текучести — не менее 1000 МПа, временное сопротивление — не менее 1250 МПа, относительное удлинение — не менее 7 %. Испытания проводятся по ГОСТ 12004 на образцах с начальной расчётной длиной 5d. Дополнительно контролируются:
- предел выносливости при симметричном цикле — не менее 350 МПа (база 2 10 циклов);
- сопротивление усталостному разрушению при малоцикловой нагрузке;
- релаксация напряжений при 20 C за 1000 ч — не более 4 % начального усилия;
- угол загиба в холодном состоянии — не менее 45 без трещин и надрывов;
- равномерность механических свойств по длине стержня.
Области применения
Арматура Ат1000 применяется в предварительно напряжённых железобетонных конструкциях, где требуется снижение расхода металла и уменьшение геометрических размеров сечения. Типовые объекты:
- пролётные строения мостов и путепроводов с напрягаемой арматурой в растянутой зоне;
- подкрановые балки и несущие элементы промышленных цехов с динамическими нагрузками;
- резервуары и силосы для сыпучих материалов, работающие на внутреннее давление;
- сваи-оболочки и буронабивные сваи с предварительным напряжением;
- аэродромные и дорожные плиты, воспринимающие многократные транспортные воздействия;
- опоры ЛЭП и контактной сети железных дорог.
Применение ограничено конструкциями, эксплуатируемыми при расчётной температуре не ниже –40 C, и элементами, где не допускается сварка несущих стыков — соединение выполняется механическими муфтами или обжатыми гильзами.
Приёмка, маркировка и условия поставки
Партия формируется из стержней одной марки стали, одного диаметра и одной плавки. Приёмо-сдаточные испытания включают растяжение, загиб и контроль геометрии профиля. Каждая партия сопровождается сертификатом качества с указанием номера плавки, химического состава, результатов механических испытаний и режима термомеханической обработки. Маркировка наносится на торцы стержней или на бирки мотков.
Вопросы и ответы
Чем арматура Ат1000 отличается от Ат800?
Класс Ат1000 нормирует предел текучести не менее 1000 МПа против 800 МПа у Ат800. Это достигается более интенсивным режимом термомеханического упрочнения и, как правило, повышенным содержанием углерода и марганца в стали. Пластичность () у Ат1000 ниже — не менее 7 % против 8 % у Ат800.
Допускается ли сварка стержней Ат1000?
ГОСТ 5781-82 не предусматривает сварных соединений для класса Ат1000 в несущих конструкциях. Термомеханическое упрочнение теряется в зоне термического влияния, что приводит к локальному снижению прочности. Стыковка выполняется механическими муфтами, обжатыми гильзами или ванной сваркой только по специально разработанной технологии с последующим контролем.
Какой модуль упругости у арматуры Ат1000?
Модуль упругости принимается равным 2,0 10 МПа — стандартное значение для стержневой арматуры. Термомеханическое упрочнение не изменяет модуль упругости, так как он определяется силами межатомной связи, а не структурой.
При какой температуре эксплуатируется арматура Ат1000?
Расчётный диапазон — от –40 C до +60 C. При более низких температурах возрастает риск хрупкого разрушения, особенно в зонах концентрации напряжений. Для конструкций, работающих при температурах ниже –40 C, применяются специальные стали с повышенной хладостойкостью.
